影片中王宝强饰演一个像大树一样成为孩子们依靠的教练——向腾辉,其角色具有复杂多面性,和王宝强过往塑造的角色有很大的不同。陈永胜饰演的马虎是一个有点叛逆刺头、但生命力很顽强的男孩,在片中和向腾辉“相爱相杀”的琐碎日常也是影片一大看点。新人演员张祎曈在影片中饰演孩子们的姐姐,她在影片中是一个看似微小但很坚韧的角色,有在贫瘠生活里给到孩子们丝丝心理上的依靠。在采访中,扎导再次重申《月球叛军》最初的构想是一部“《星球大战》电影”,并补充道:“这是太空版的《七武士》。我知道乔治(卢卡斯)的灵感很多都是黑泽明的电影。”